acide sulfuriqnoï
100 d'oxygène se combinent à 595 69 de cuivre.
100 791.59 (2 fois 395,69).
ICO de soufre se combinent à 593.39 de cuivre.
100 de silice se combinent à 184.99 de ebaux. 200 1**,98
Soufre.
Cuivre.
Plomb
1" ënalyse. 2« analyse.
3' analy fi
10'i MINÉRALOGIK.
C'est-à-dire qu'une quantité déterminée de base, ou le double de cette quantité, se combine à une certaine quantité de corps électro négatif, ou bien à deux fois, à trois fois, etc., cette quantité : c'est un fait d'analyse inorganique que toutes les observations confirment.
Énonciation atomique. — On exprime ce fait d'analyse d'une manière plus commode pour Ténonciation et pour la comparaison des différents composés. Au lieu de considérer le nombre 100, dans les corps oxygénés, comme le poids d'un certain nombre de particules d'oxygène, on a imaginé de le regarder comme le poids même d'une particule, en prenant en même temps Le nombre correspondant pour poids d'une .particule de base. Dès lors, on a dit : dans les composés de l'oxygène et du soufre, les choses sont telles qu'on trouve successivement 1 particule de soufre, pesant 204,16. réunie é 4, â % à 3 particules d'oxygène, pesant chacune 100. Do même, dans les oxytjes de cuivre, 1 particule de cuivre, pesant 595,60, se trouve réunie à 1 , à 2 particules d'oxygène, ou bien 2 particules de cuivre à 1 particule d'oxygène, etc.
Maintenant, ayant exprimé par 100 le poids de la particule d'oxygène, il n'a plus été possible d'employer ce nombre pour d'autres corps, pas plus qu'après avoir pris relativement 201,16 pour le soufre, 395,69 pour le cuivre, on n'a pu les changer. On a donc été conduit à chercher le poids de la particule de chaque corps en partant du nombre 100 admis pour l'oxygène, ou de tout autre déjà fixé relativement à cette unité, comme, par exemple, 201,16 fixé pour le soufre, étc. C'est à quoi on est parvenu en cherchant exactement la composition des oxydes, des sulfures, etc. \
Telles sont les bases de ce qu'on nomme la théorie atomique, ou la théorie des équivalents, car les noms d'atomes ou d'équivalents ont prévalu sous le nom de particule, qu'on aurait pu également adopter.
g 145. Transformations atomique». — Dans cette manière de s'exprimer, on peut énoncer avec facilité toutes les espèces de combinaisons, et surtout les comparer les unes aux autres; mais il
* Si l'on ne connaissait pas les oxyde* de cuivre, par exemple, on pourrait avoir le poids de la particule de ce métal par Ses sulfuies. Sachant qu'un sulfure est composé de 100 de soufre et 593,58 de cuivre, on dirait : le poids du la particule de soufre ayant été représenté par 201.165 i voyez les tables), si nous faisons la proportion 100 : 395 58 : : 201,165 : x, le quatrième terme sera le poids de la particule cher» lié, ou 791,54 H 1 ou ne connaissait pas d'autres composés, il resterait a savoir 5i ce nombre représente 1 particule ou deux, etc ; de sorte qu'on pouirait admettre 7(ft,54, ou 595.67, etc. On conçoit que ce n'est qu à la longue et par IVn omble de ton* 1rs fiiiis tvi.ilife à un corps qu'on peut *e fixer h cetéjrard.
COMPARAISON DES ANALYSES. 107
faut, avant tout, transformer en rapports atomiques les rapports en poids qui sont fournis dans l'analyse t .
Cette transformation se fait en divisant le poids de chacun des composants par le poids atomique correspondant, et réduisant ensuite les rapports à leur plus simple expression. Par exemple, pour la première des analyses précédentes, 8 Ml •
Ou trouvera
Poid* U$ rapporté atomiquts.
Soufre 0,492 0,00095 ou 2
Cuivre 0,189 . • 0,00048 I
Plomb 0,619 0,00048 i
Pour cela on cherchera dans les tables* les poids atomiques du soufre, du cuivre et du plomb (savoir 201,165 — 395,695 — 1294,498), par lesquels on divisera les poids correspondants donnés par l'analyse** : oii trouvera ici :
nombres qui sont à peu près entre eux comme % i et 4. Le corps se trouve donc composé de 2 atomes de soufre, 1 atome de cuivre et 1 atome de plomb.
Les deux autres analyses données se transforment de la même manière,, et on aura :
2 e analyse. 3* analyse.
Poids, Rapport* atomique*. Poids. Rapport* atomique*,
Soufre... .0,102 0,0008 ou 2 atomes. 0,173 00086 ou 3 at.
Cuivre.. . . 0,318 0,0008 2 atonies. 0,4*5 0,00116 4 at.
Plomb. . . 0,520 0,0004 1 atome. 0,372 0,00029 1 at.
Il ne sera pas plus difficile de transformer des analyses de corps oxygénés. Ainsi, connaissant le poids atomique de la silice, 577,478;
* Voyez une table des poids atomiques à la lia de cet article.
** Les poids donnés par 1 analyse signifient qu il y a pour chacun des trois corps certains nombres d'atomes », n\ dont les relations sont 0,192 — 0,189 — 0,619; c'est-à-dire qu'on a
0,192 : 0,489 : 0,016 :i * (201,165) : n' (595,695) . n" (1294,498) Oljjj . . 0,189 0,619 , „
Ou bien: m : mm : WîW 1 '' H 1 H 1 * ; tic sorte que les quotients donnent les rapports entre n, n".
celui de l'alumine, 642,534; et celui de la chaux, 556,019, on trouvera pour les compositions suivantes :
4* analy ne . S a analyse.
Poidt. Rapport* atomiques. Poid$. Rapport* atomique*.
Silice. ... 0,405 0.00070 ou 2 atomes. 0,424 00073 ou 3 at.
Alumine . . 0,225 0,00035 1 atome. 0.314 00049 2 at.
Chaux . . . 372 0,00104 3 atomes. 0,262 0.00073 2 at.
On pourrait donc exprimer les cinq compositions précédentes comme i^ suit, en mettant les nombres atomiques en exposants au-dessus des noms des matières composantes :
i rê — Soufre** cuivre 4 , plomb 1 , ou par abréviation: So*, Cu', H'.
2« — Soufre 1 , cuivre*, plomb 4 , . . So», Cu», Pl«.
3« — Soufre 5 , cuivre*, plomb", . So 5 , <V, PI*.
4* — Silice», alumine 1 , chaux 5 , - . . tfi â , Al', Cn 8 .
5« - Silice*, alumine», chaux 5 , Si». Al», Ch\
Il est facile maintenant de comparer ces corps les uns aux autres, d'en exprimer clairement les différences, enfin de s'en faire une idée nette.
§ 444. Signe» 4e <*nipo»lt!oii. — Pour peindre la composition des corps plus facilement, on emploie les initiales des noms au lieu des noms eux-mêmes, à peu près comme nous venons de le faire par abréviation, mais avec quelques conventions relativement aux détails : on est à peu près convenu de prendre pour cela les noms latins; savoir :
Al.
Aluminium.
Gl.
GlucyniumouBe.Pl.ou Pt. Plalioiuui.
Ag-
Argentum.
Béryllium. Pb.
Plurabum.
As. ou Ar. Arseoicum.
Hydrargyruiu,ou R.
Rhodium.
Au.
Aurum.
Me. Mercure. Se*.
Sélénium.
Aï.
Azotum,ouN.fti-Hy. ou H
[. Hydrogenium. Si.
Silicium.
tricum.
lodicum. Sn.
Stannum.
Ba.
Baryum.
Ir.
Iridium. S»b.
Slibinm.
Bismuthicum.
Kalîum ou Po. Sr.
Strontium-
B. ou Bo.
Bovon.
Potassium. S. ou Su.
Solphur.
Hr.
Dromium.
Lithium. Ta.
Tantalium.
Ca.
Calcium.
Ma. ou Mg. Magnésium. Te.
Tellurium.
cd.
Cadmium.
Mn.
Manganesium. Th.
Thorinium.
Carbon icura.
Mo.
Molybdœnum. Ti.
Titanium.
Ce.
Cerium.
Na.
Nairium ou So. Tu.
Tungstenium, uti
Ch. ou Cl. Cbloruin.
Sodium.
W.Wolframiuni.
Cr.
Chromium.
Ni.
Nicolum, Nickel. U. ,
Uranium.
Co.
Cobaltum.
Os.
Osmium. Vn.
Vanadium.
Cu.
(uprum.
Oxygenium. Y.
Yltrium.
Fe
Fcrrum.
Pu*.
Palladium. Zn.
Zincum.
Fl.
Fluor.
Pi».
Phospliorus. Z.
Zircontum.
COMPARAISON DES ANALYSES
Pour désigner une combinaison, on écrit les signes des composants l'un auprès de l'autre, et, pour indiquer les nombres atomiques, on place des chiffres en exposants, en sous-entundant , comme en algèbre, l'exposant i . Ainsi Fe Su indique la combinaison d'un atome de fer et d'un atome de soufre ; Fe Cu Su 1 indique un atome de fer, un de cuivre et deux de soufre. On comprendra de même Fe*, Cu Su 5 , ou bien Fe 5 Cu* Su*, etc.
Dans la combinaison de trois, ou d'un plus grand nombre d'éléments, on peut écrire la formule de plusieurs manières. Ainsi, au lieu de Fe Cu Su*, on peut partager l'élément électronégatif entre les deux bases Fe Su, Cu Ru, et écrire Fe Su -h Cu Su.
De même Fè*, Cu Su s , ou bien Fe s Cu* Su 5 , peuvent s'écrire Fe* Su* Cu Su, ou Fe 5 Su 5 -t- Cu* Su*, etc.; mais alors les exposants qui sont de même valeur se transforment en coefficients, et l'on écrit 2 Fe Su Cu Su, et 5 Fe Su -4- 2 Cu Su.
Cette manière d'écrire s'appuie, théoriquement, sur ce que les composés ternaires de nos laboratoires sont le plus souvent le résultat de la combinaison de deux composés binaires.
On pourrait écrire de même la composition des corps oxygénés. Ainsi Ca 0, Si 5 , etc., indiqueraient Funion de 1 atome de calcium et 1 atome d'oxygène, de 1 atome de silicium et 3 atomes d'oxygène, etc.; mais, les corps oxygénés étant très nombreux, on est convenu L pour éviter complication dans les formules, de supprimer le signe oxygène et de le remplacer par des points audessus de la lettre, en nombre égal à celui du chiffre d'atomes. Ainsi on écrit Ca, Si, au lieu de Ca 0, Si O 5 , etc.
Quand il arrive que la base entre pour deux atomes dans l'oxyde, on est généralement convenu de couper la lettre en deux par une barre horizontale. Ainsi, au lieu de Fe* O 5 Cu* 0, etc., on écrit Fe, -Gu, etc. Cependant la difficulté d'avoir de ces lettres barrées sur tous les corps a fait aussi recourir à d'autres moyens : on a coupé la- lettre par un trait de lime, comme Fe, Cu ; on a mis line barre au-dessous, comme Fe, Cu ; et enfin on a mis des chiffres en indices, comme Fe 2 , Cu,, ou des primes Fe u , Cu,.
Les sulfures étant aussi très-abondants, et souvent très-compliqués, on a imaginé de représenter les atomes de soufre par des virgules placées au-dessus de la base. Ainsi on écrit ft>, £e, Sb, etc , au lieu de Pb Su, Fe Su*, Sb* Su 5 , etc.
D'après ces conventions, les cinq analyses que nous avons prises
pour exemples de transformations, § 143, devront s'écrire comme il suit î
l 6r - Cu Pb Su*, ou bien Cu Su 4- Pb Su, ou encore du Pb.
2«— Cu*Pb Su», — Cu*Su-r- PbSu, — Cu Pb.
3 e — Cu'Pb Su 5 , - 2Cu'«Su.+ PbSu, — Cu 9 Pb.
' 4«-Ca 8 Al Si*, — Ca«Si + AÎSL
5 e - Ca 8 Al* Si 8 , * - Ca 5 Si -4-2a1 Si.
Le partage des composants donne ici plus de facilité pour l'énonciation et la comparaison.
§ 1 45. Antre loi pour la combinaison tfe* corps binaire*. — Il
existe, relativement à la combinaison des corps binaires, une autre loi d'après laquelle on peut également arriver à une comparaison facile des analyses; elle consiste en ce que l'élément électro-négatif de l'un des composants est généralement un multiple ou un sous-multiple, de la quantité du -même élément dans l'autre. Cette loi est surtout utile pour les composés oxygénés, les plus nombreux comme, aussi les mieux connus dans leur composition. On peut chercher quelles sont les quantités d'oxygène de chacun des corps dosés par l'analyse , et il en résulte des rapports qui offrent une expression très-nette de la composition sans aucune hypothèse. Les analyses de silicates que nous avons calculées ci-dessus donnent ainsi :
Oxyg. Rap.
Silice, 0,405 0,209* 2 Alumine, 0,225 0,105 1 Chaux, 0,372 0,104 1
Oxyg. Rap.
Silice, 0,424 0,220 3
Alumine, 0,311 0,146 2
Chaux, 362 0.073 1
et les nombres 2, 1 et 1, ou bien 3, 2 et 1, sont alors des poids relatifs d'oxygène qui caractérisent très-bien les corps.
Signes minéralogiques. — On emploie également des signes pour indiquer ces sortes de rapports; mais on se sert alors des lettres italiques pour montrer que les éléments sont oxydés, et l'on écrit Al, Cd) SU etc., au lieu de Al, Ca, Si, etc. Lorsqu'il y a plusieurs oxydes d'un même corps, on emploie l'italique courante pour le protoxjyde, et l'italique capitale, soit simple, soit avec un signe
' 100 de silice renferment 51,95 d'oxygène (voyez la table, page 116), et Ton peut faire 100 : 51,95 : : 0,403 : x = 0,209 : on calculera de même pour les autres oxydes.
t COMPARAISON DES ANALYSES. iii
additionnel, pour des oxydes plus élevés. Ainsi fe et Fe, Mn et mn % Cr, Cr, etc., sont la même chose que Pe, Fe, Mn, Mn, Cr, £r, Cr, etc. L'eau s'exprime généralement alors par Aq, qui équivaut à Hy* 0, ou Hy.
Cela posé, nos deux combinaisons peuvent s'écrire aussi :
Ca Al Si» on bien en partageant Ca Si Al Si.
Ca AP SP, — Ca Si + ÎAlSi.
Ces espèces de signes, plus simples que les précédents, ont été nommés signes minéralogiqucs, parce que la plupart des substances minérales, étant des composés d'oxydes, peuvent être indiquées de cette manière. Par opposition, les autres signes ont été nommés signes chimiques, parce qu'ils indiquent à la fois tous les rapports chimiques.
§146. Pa«M«e d'an «igné à Putre. — Rien n'est plus facile que de passer d'un de ces. signes à l'autre, savoir :
4° Passer du signe chimique au signe minéralogique. Il suffit de compter les points qui indiquent l'oxygène, de les multiplier par les exposants et les coefficients, et de simplifier ensuite les rapports s'il y a lieu.
Soit, par exemple, la formule Ca 3 Si 4* 3 AÏ Si. Le premier terme équivaut à Ca 3 Si 5 , ou 3 Ca Si. Le second équivaut à Al 9 Si 9 , ou 9 Al Si. L'ensemble est donc 3 Ca Si -h 9 Al Si, ou bien en réduisant Ca Si 3 Al Si.
- 2° Passer du signe minéralogique au signe chimique. — Il faut d'abord multiplier les exposants par les coefficients, puis rétablir les points à chaque oxyde, et les exposants qui doivent les multiplier pour avoir les mêmes rapports; enfin, repasser aux. coefficients et simplifier s'il y a lieu.
Soit la formule 2 Ca Si 5 5 Al Si 3 ; le premier terme équivaut à Ca* Si 6 , ou Ca* Si*, et 2Ca Si ; le second terme équivaut a Al*. Si 9 , ou Al Si 5 - l'ensemble est donc 2 Ca Si -h Al Si 5 .
§ 147. Rappel «e» eorp* isomorphe*. — On comprendra mieux maintenant l'isomorphisme, dont nous avons parlé § 46 : il consiste en ce que les composés de même formule, qui renferment un même élément électro-négatif, avec certains éléments électro-positife différents, présentent des formes sinon toujours identiques, du moins du même genre. Ainsi les sulfures Pb Su, Ag Su, Zn Su, etc., sont isomorphes, malgré la différence des bases, et ont entre eux les plus grandes analogies. Il en est de même àei sulfates
PhSu*, Ba Su*,Sr Sm», etc., dés carbonates mn C 4 , Ma C 5 , etc., et d'un grand nombre d'autres substances. De là on conclut que certaines bases sont par elles-mêmes isomorphes; et il faut en {lire autant de certains corps électro-négatifs, comme le soufre et le sélénium, ou bien le.chlore, l'iode, Je fluor, etc. Les corps oxygénés isomorphes sont, en général, ceux qui présentent les mêmes rapports atomiques : ainsi l'alumine Al, le peroxyde de fer Fe, l'oxyde de manganèse Mn, l'oxyde de chrome £r, sont isomorphes. Les oxydes Ca, Fe, Mn, Ma, etc , sont aussi isomorphes. Cependant il ne faudrait pas conclure a priori que tout ce qui a la même formule est isomorphe', et il , faut consulter l'expérience à cet égard. En effet, il est reconnu que K, Na* L, ne sont pas isomorphes de Ca Fe, etc., qui ont la même formule. Ces corps sont cependant susceptibles de se substituer l'un à l'autre dans les composés.
g 148. jfféceMité. — H n'arrive pas toujours que les analyses minérales 'puissent conduire aussi facilement que les précédentes à des rapports simples; fréquemment, au contraire, on n'obtient que des rapports compliqués, et par suite peu satisfaisants. Cela tient principalement à ce que les matières minérales ont rarement cristallisé seules, et que dès lors l'une d'entre elles a entraîné une certaine quantité des autres. C'est, en effet, ce qui arrive dans nos laboratoires lorsque plusieurs sels se trouvent ensemble dans la même solution. Or ces mélanges masquent les proportions, et le travail qu'il faut faire pour les mettre à découvert, en séparant ce qu'il y a de propre au corps et ce qu'il y a d'étranger, est ce qu'on nomme discussion de V analyse.
§ 149. Boue* de la diacuiMioa et application Les observations de laboratoire nous font reconnaître deux sortes de mélanges : les uns se font entre des corps isomorphes et en toutes proportions; les autres, au contraire, se font entre des corps quelconques ei toujours par petite quantité.
1° Mélanges de corps isomorphes. — Ces mélanges ont lieu entre des sels qui ont la même formule dé composition, quoiqu'ils puissent être à bases différentes. Ainsi, quand on mêle ensemble dans la même solution les aluns à base d'alumine et de potasse, d'alumine et d'ammoniaque, de peroxyde de fer et de potasse, d'oxyde de chrome (Cr) et île potasse, etc,> ils se mélangent entre eux de
tontes les manières pendant la cristallisation, et de telle sorte qu'il n'y a pas un cristal qui ne renferme tous ces. aluns, et à peu près comme la solution môme. Chacun présente alors la composition 3 AlSu*-\- K Su 5 H- 2i Aq, qui est celle de l'alun ordinaire, avec une quantité plus ou moins grande de
5FeSu* + KSu* + UAq.
3 Cf Stt 5 4- K M -f 24 Aq, etc.
ce qu'on peut représenter d'une manière générale sous la forme
3 {Ai, Fe, Cr, etc.) Su 5 + K Sa 5 + 24 Aq ,
en renfermant entre parenthèses les bases analogues, et lais— sant^chacune d'elles indéterminée; c'est-à-dire que c'est alors *tt^bmme des quantités d'oxygène renfermées dans ces bases qui est à îa quantité d'oxygène renfermée dans l'acide dans le rapport de 1 à 3.
La même chose arrive précisément dans la nature, et, en réunissant les quantités d'oxygène des diverses bases analogues, on ptfvient à trouver des formules régulières lé où l'on ne pourrait n'en avoir autrement. Par exemple, l'analyse ci-dessous ne présente rien de satisfaisant lorsqu'on cherche à comparer les quantités d'oxygène de chacun des corps; mais, si l'on réunit d'un côté ralunûne et le peroxyde de fer, qui peuvent se remplacer dans les composés, de l'autre les protoxydes de fer et de manganèse, la chaux , la magnésie , qui se remplacent aussi , les sommes d'oxygène sont alors en rapports simples entre elles et avec l'oxygène de la silice, de manière qu'on a 1, 1 et 2 pour ces rapports : .
Poids. Oxygène. Sommet partielles. Rapport
Silice Si. . 0,395 0,205 0,205 2
Atamine Al. . 0,149 0,069 { ft ,* m 4
Peroxyde de fer Fe. . 0.104 0,032 i
Chaux Ça. . 0,118 0,833
Magnésie Ma. . 0101 0,039
Proloxyde de fer. . . fe. . 0,092 0,021 Protoxyde de manganèse, mn. . 0,040 0,089
Cette substance compliquée est alors représentée par la formule très-claire (Ma, Ca, mn, fe) (Fe, Al) Si* : c'est un mélange de diverses matières isomorphes, savoir : de Ma Al Si*, composition non dénommée, de Ca Fe Si*, qui forme ce qu'on nomme la mélanite, de Ca Al, Si*, ou le grossulaire, de fe Al Si*, ou Yàlmandine, et de mn Al Si*, qu'on nomme spessartinè.
Pour calculer en poids les quantités relatives de ces corp^ il faut composer d'abord
chacun d'eux théoriquement par quantités d'oxygène; puis chercher d'après ces quantités celles des matières correspondantes. Ainsi on prendra :
Oxypèiu-. *
Ma
formant
Magnésie,
Ai
A ATO U,UoU
Alumine,
Si*
milice,
vf
fi tfSX
i.naux.
rê
Peroxyde de fer.
Si*
Silice,
